KR102231528B1

KR102231528B1 - 면진 장치

Info

Publication number: KR102231528B1
Application number: KR1020200101718A
Authority: KR
Inventors: 이성재; 이종훈; 한규원; 김대용; 김준기; 홍기훈; 허용석
Original assignee: 주식회사 에이이; 건화종합건설(주); 승전종합건설(주); (주)금강건설; 주식회사 세정토건
Priority date: 2020-08-13
Filing date: 2020-08-13
Publication date: 2021-03-24

Abstract

본 발명은 구조물과 연결되는 제1 부재; 상기 제1 부재의 외측에 배치되는 제2 부재 및 상기 제2 부재의 외측에 배치되어 지반에 고정되는 제3 부재를 포함하고, 상기 제1 부재는 제1 베이스와 상기 제1 베이스에서 연장되는 제1 측벽을 포함하고, 상기 제2 부재는 제2 베이스와 상기 제2 베이스에서 연장되는 제2 측벽을 포함하고, 상기 제3 부재는 제3 베이스와 상기 제3 베이스에서 연장되는 제3 측벽을 포함하고, 상기 제1 베이스는 외면에 배치된 제1 홈을 포함하고 상기 제2 베이스는 외면에 배치된 제2 홈을 포함하고, 상기 제1 측벽과 상기 제2 측벽 사이에 배치되는 제1 탄성부재와, 상기 제2 측벽과 상기 제3 측벽 사이에 배치되는 제2 탄성부재와, 상기 제1 측벽과 상기 제3 측벽 사이에 배치되는 제3 탄성부재와, 상기 제1 베이스와 상기 제2 베이스 사이에 배치되는 제4 탄성부재를 더 포함하고, 상기 제1 탄성부재, 상기 제2 탄성부재 및 상기 제3 탄성부재는 신장 또는 신축시 복원력을 갖는 부재이고, 상기 제4 탄성부재는 상기 제1 홈 및 상기 제2 홈에 배치되는 구형 부재인 면진 장치를 제공할 수 있다.

Description

면진 장치{Seismic isolation device}

본 발명은 면진 장치에 관한 것이다.

면진 장치는 지반에서 전해지는 지진력을 구조물의 기초에서 차단하는 장치이다. 면진 장치는 지진력이 건물에 전달하지 않게 하거나 지진력을 완화하여 구조물을 원위치로 복원시키는 기능이 있다.

대한민국 공개특허 제1 10-2014-0011821호(2014.01.29. 공개, 이하, 본 문헌이라 한다)에는 탄성부재와 유압장치를 구비한 면진 장치가 개시되어 있다. 본 문헌의 면진 장치는 진동을 흡수하기 위하여, 실린더와 피스톤을 포함한다. 또한 본 문헌의 면진 장치는 다수의 스프링을 포함한다.

이러한 면진 장치는 구조가 복잡하고, 유압장치가 작동 않지 않은 경우, 유사시 진동으로 구조물이 붕괴될 위험이 크다. 또한, 주위 온도변화에 따라 지진력을 흡수하는 성능이 달라지기 때문에 구조물의 안정성을 확보하는데 미흡한 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2014-0011821호(2014.01.29. 공개)

본 발명의 목적은, 구조가 단순하면서도, 유지보수가 용이하고 전후좌우 방향으로 작용하는 지진력과 함께 상하방향으로 작용하는 지진력을 효과적으로 완화할 수 있는 면진 장치를 제공함에 있다.

실시예는, 구조물과 연결되는 제1 부재와, 상기 제1 부재의 외측에 배치되는 제2 부재 및 상기 제2 부재의 외측에 배치되어 지반에 고정되는 제3 부재를 포함하고, 상기 제1 부재는 제1 베이스와 상기 제1 베이스에서 연장되는 제1 측벽을 포함하고, 상기 제2 부재는 제2 베이스와 상기 제2 베이스에서 연장되는 제2 측벽을 포함하고, 상기 제3 부재는 제3 베이스와 상기 제3 베이스에서 연장되는 제3 측벽을 포함하고, 상기 제1 베이스는 외면에 배치된 제1 홈을 포함하고, 상기 제2 베이스는 외면에 배치된 제2 홈을 포함하고, 상기 제1 측벽과 상기 제2 측벽 사이에 배치되는 제1 탄성부재와, 상기 제2 측벽과 상기 제3 측벽 사이에 배치되는 제2 탄성부재와, 상기 제1 측벽과 상기 제3 측벽 사이에 배치되는 제3 탄성부재와, 상기 제1 베이스와 상기 제2 베이스 사이에 배치되는 제4 탄성부재를 더 포함하고, 상기 제1 탄성부재, 상기 제2 탄성부재 및 상기 제3 탄성부재는 신장 또는 신축시 복원력을 갖는 부재이고, 상기 제4 탄성부재는 상기 제1 홈 및 상기 제2 홈에 배치되는 구형 부재인 면진 장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 베이스와 상기 제3 베이스 사이에 배치되는 제5 탄성부재를 포함하고. 상기 제5 탄성부재는 복수 개의 판상부재가 적층되어 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제5 탄성부재는 탄성률이 서로 상이한 제1 판과 제2 판이 교대로 적층되어 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제5 탄성부재는 복수 개의 기둥을 포함하고, 상기 기둥은 상기 제1 판과 상기 제2 판을 관통하여 일단이 상기 제2 베이스와 외면과 접촉하고, 타단이 상기 제3 베이스의 내면과 접촉하고, 일정온도에서 변형 전 형상으로 복원되는 소재로 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 홈의 크기 및 상기 제2 홈의 크기는 각각 상기 제4 탄성부재의 외경보다 클 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 측벽의 제1 홀과, 상기 제2 측벽의 제2 홀과 상기 제3 측벽의 제3 홀을 관통하는 제1 로드를 더 포함하고, 상기 제1 홀, 상기 제2 홀 및 상기 제3 홀에는 각각 제1 부싱이 배치되고, 상기 제1 로드는 상기 제1 부싱을 관통하여 배치되고. 상기 제1 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재의 내측에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 측벽의 제4 홀과, 상기 제3 측벽의 제5 홀을 관통하는 제2 로드를 더 포함하고, 상기 제4 홀, 상기 제5 홀에는 각각 제2 부싱이 배치되고, 상기 제2 로드는 상기 제2 부싱을 관통하여 배치되고. 상기 제3 탄성부재의 내측에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 베이스와 접촉하여 상기 제4 탄성부재의 온도를 조절하는 온도조절장치를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 측벽의 상단은 상기 제1 측벽 및 상기 제3 측벽의 상단보다 낮게 배치되고, 상기 제2 로드는 상기 제2 측벽의 상단의 상측에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 탄성부재와 상기 제2 탄성부재는 동일 선상에 배치되고, 상기 제3 탄성부재는 상기 제1 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재와 평행하게 배치되고, 상기 제1 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재와 상하방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다.

실시예는, 구조가 단순하면서도, 유지보수가 용이한 이점이 있다.

실시예는, 구형인 제4 탄성부재와 함께 적층된 판상 구조의 제4 탄성부재가 상하방향 지진력을 효과적으로 흡수하는 이점이 있다.

실시예는, 전후좌우 방향으로 배치된 제1,2,3 탄성부재와 함께 구형인 제4 탄성부재를 통해 전후좌우방향 지진력을 효과적으로 흡수하는 이점이 있다.

실시예는, 제5 탄성부재에서 형상기억합급으로 이루어진 기둥부를 통해, 전후좌우방향 지진력을 보다 효과적으로 흡수하는 이점이 있다.

실시예는, 구형인 제4 탄성부재의 온도를 조절하는 구성을 구비하여, 외부온도와 무관하게 일정한 진동흡수력을 유지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 실시예에 따른 면진 장치를 도시한 사시도,
도 2는 도 1에서 도시한 면진 장치의 평면도,
도 3은 도 1의 A-A를 기준으로 하는 측단면도,
도 4는 도 1에서 도시한 면진 장치의 분해도,
도 5는 도 4에서 도시한 제1 부재를 위에서 내려다 본 사시도,
도 6은 도 4에서 도시한 제1 부재를 아래에서 올려다 본 사시도,
도 7은 도 4에서 도시한 제2 부재의 사시도,
도 8은 제3 부재의 사시도,
도 9는 도 1의 B-B를 기준으로 하는 면진 장치의 측단면도,
도 10은 도 4에서 도시한 제5 탄성부재를 도시한 도면,
도 11은 지진력이 발생한 경우, 면진 장치의 복원력을 도시한 측단면도,
도 12는 불규칙한 지진력이 발생한 경우, 면진 장치의 복원력을 도시한 측단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.　

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 실시예에 따른 면진 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에서 도시한 면진 장치의 평면도이고, 도 3은 도 1의 A-A를 기준으로 하는 측단면도이다.

도면에서, x축이 나타내는 방향은 면진 장치의 좌우방향이고, y축이 나타내는 방향은 면진 장치의 전후방향이고, z축이 나타내는 방향은 면진 장치의 상하방향이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 면진 장치는, 제1 부재(100)와, 제2 부재(200)와, 제3 부재(300)를 포함할 수 있다. 제2 부재(200)는 제1 부재(100)의 외측에 배치된다. 제3 부재(300)는 제2 부재(200)의 외측에 배치된다. 제1 부재(100)는 구조물과 연결된다. 제3 부재(300)는 지반에 고정될 수 있다.

면진 장치는 제1 탄성부재(400)와 제2 탄성부재(500)와 제3 탄성부재(600)를 포함할 수 있다. 제1 탄성부재(400)와 제2 탄성부재(500)와 제3 탄성부재(600)는 신장 또는 신축시 복원력을 가지는 코일 스프링일 수 있다.

제1 탄성부재(400)는 제1 부재(100)와 제2 부재(200) 사이에 배치되어 복원력을 제공한다. 제1 탄성부재(400)는 복수 개가 배치될 수 있다. 복수 개의 제1 탄성부재(400)는 제1 부재(100)의 전후좌우에 각각 배치될 수 있다.

제2 탄성부재(500)는 제2 부재(200)와 제3 부재(300) 사이에 배치되어 복원력을 제공한다. 제2 탄성부재(500)는 복수 개가 배치될 수 있다. 복수 개의 제2 탄성부재(500)는 제2 부재(200)의 전후좌우에 각각 배치될 수 있다.

제3 탄성부재(600)는 제1 부재(100)와 제3 부재(300) 사이에 배치되어 복원력을 제공한다. 제3 탄성부재(600)는 복수 개가 배치될 수 있다. 복수 개의 제3 탄성부재(600)는 제1 부재(100)의 전후좌우에 각각 배치될 수 있다.

제1 탄성부재(400)와 제2 탄성부재(500)는 동일 선상에 배치될 수 있다. 제3 탄성부재(600)는 제1 탄성부재(400) 및 제2 탄성부재(500)보다 상측에 배치될 수 있다. 제3 탄성부재(600)는 상하방향을 기준으로 제1 탄성부재(400) 및 제2 탄성부재(500)와 오버랩되게 배치될 수 있다.

제3 부재(300)가 지반에 고정된 상태에서, 구조물과 연결된 제1 부재(100)가 제2 부재(200)를 사이에 두고, 제1 탄성부재(400)와 제2 탄성부재(500)를 통해 연결된다. 더불어, 제3 탄성부재(600)를 통해 제1 부재(100)가 제3 부재(300)에 직접 연결된다. 즉, 제1 부재(100)와 제2 부재(200)가 지진력을 흡수할 수 있도록 연결되고, 제2 부재(200)와 제3 부재(300)가 지진력을 흡수할 수 있도록 연결되고, 나아가 제1 부재(100)와 제3 부재(300)가 지진력을 흡수할 수 있도록 직접 연결된다. 이러한 면진 장치는 제1 부재(100)와 제2 부재(200)와 제3 부재(300)를 통해 단계적으로 지진력을 흡수하기 때문에 지진력 완화에 큰 이점이 있다.

제4 탄성부재(700)는 탄성변형 가능한 구형 부재이다. 상하방향으로 제1 부재(100)와 제2 부재(200) 사이에 배치된다. 제4 탄성부재(700)의 일측은 제1 부재(100)와 접촉하고, 제4 탄성부재(700)의 타측은 제2 부재(200)와 접촉한다. 제4 탄성부재(700)가 구형이기 때문에, 전방위로 유동성이 좋아 제1 부재(200)와 제2 부재(300)의 분리가 용이하고, 상하방향으로도 진동을 흡수할 수 있는 이점이 있다.

제5 탄성부재(800)는 적층형 판상부재이다. 제5 탄성부재(800)는 상하방향으로 제2 부재(200)와 제3 부재(300)사이에 배치된다. 제5 탄성부재(800)는 제3 부재(300)에 고정된다. 제5 탄성부재(800)는 상하방향으로 지진력을 흡수한다.

면진 장치는 온도조절장치(900)를 포함할 수 있다. 온도조절장치(900)는 제1 부재(100)의 내측에 배치될 수 있다. 외부 온도가 크게 변하면 제4 탄성부재(700)의 탄성률도 크게 변하기 때문에 지진력에 대한 일정한 흡수력을 유지하기 어렵다. 온도조절장치(900)는 제1 부재(100)와 접촉하여, 외부 온도에 대응하여 구형인 제4 탄성부재(700)의 온도가 일정하게 유지되도록 제1 부재(100)에 열을 가하거나 열을 뺏어올 수 있다. 온도조절장치(900)는 외부 온도나 제1 부재(100)의 온도를 측정하는 센서와 열교환 장치를 포함할 수 있다. 이러한 온도조절장치(900)는 제1 홈(도 6의 130)에 정렬되어 배치될 수 있다.

제1 로드(1000)는 제1 부재(100)와 제2 부재(200)와 제3 부재(300)를 물리적으로 연결한다. 제1 부재(100)는 제1 부재(100)와 제2 부재(200)와 제3 부재(300)를 관통하여 배치될 수 있다. 제1 로드(1000)는 복수 개가 배치될 수 있다. 복수 개의 제1 로드(1000)는 전후좌우방향으로 각각 배치될 수 있다. 제1 로드(1000)는 제1 탄성부재(400)의 내측 및 제2 탄성부재(500)의 내측에 배치될 수 있다.

제2 로드(1100)는 제1 부재(100)와 제3 부재(300)를 물리적으로 연결한다. 제2 로드(1100)는 제1 부재(100)와 제3 부재(300)를 관통하여 배치될 수 있다. 제2 로드(1100)는 복수 개가 배치될 수 있다. 복수 개의 제2 로드(1100)는 전후좌우방향으로 각각 배치될 수 있다. 제2 로드(1100)는 제3 탄성부재(600)의 내측에 배치될 수 있다.

도 4는 도 1에서 도시한 면진 장치의 분해도이고, 도 5는 도 4에서 도시한 제1 부재(100)를 위에서 내려다 본 사시도이고, 도 6은 도 4에서 도시한 제1 부재(100)를 아래에서 올려다 본 사시도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 제1 부재(100)는 제1 베이스(110)와 복수 개의 제1 측벽(120)을 포함할 수 있다. 제1 베이스(110)는 판상부재이다. 복수 개의 제1 측벽(120)은 각각 제1 베이스(110)의 변을 따라 배치되어 내측에 공간을 형성한다. 예를 들어, 전후방향으로 2개의 제1 측벽(120)과 좌우방향으로 마주보는 2개의 제1 측벽(120)을 포함할 수 있다.

제1 베이스(110)는 제1 홈(130)을 포함할 수 있다. 제1 홈(130)은 제1 베이스(110)의 외면의 중앙에 배치될 수 있다. 제1 홈(130)은 곡면을 포함할 수 있다. 제1 홈(130)은 구형인 제4 탄성부재(700)의 일부가 수용되는 곳이다.

각각의 제1 측벽(120)은 복수 개의 제1 홀(121,122)이 배치될 수 있다. 제1 홀(121,122)은 제1 측벽(120)의 외측과 내측을 관통한다. 복수 개의 제1 홀(121,122)에는 각각 제1 부싱(B1)과 제2 부싱(B2)이 배치된다. 제1 부싱(B1)은 내측에 홀(B1a)을 포함한다. 제2 부싱(B2)도 내측에 홀(B2a)을 포함한다. 제1 로드(1000)는 제1 부싱(B1)의 홀(B1a)을 관통하여 배치된다. 제2 로드(1100)는 제2 부싱(B2)의 홀(B2a)을 관통하여 배치된다.

복수 개의 제1 홀(121,122)은 상하방향으로 구분되어 배치되는 제1-1 홀(121)과 제1-2 홀(122)을 포함할 수 있다. 제1-1 홀(121)에는 제1 부싱(B1)이 배치된다. 제1-2 홀(122)에는 제2 부싱(B2)이 배치된다.

도 7은 도 4에서 도시한 제2 부재(200)의 사시도이다.

도 7을 참조하면, 제2 부재(200)는 제2 베이스(210)와 복수 개의 제2 측벽(220)을 포함할 수 있다. 제2 베이스(210)는 판상부재이다. 복수 개의 제2 측벽(220)은 각각 제2 베이스(210)의 변을 따라 배치되어 내측에 제1 부재(100)가 위치하는 공간을 형성한다. 예를 들어, 전후방향으로 2개의 제2 측벽(220)과 좌우방향으로 마주보는 2개의 제2 측벽(220)을 포함할 수 있다.

제2 베이스(210)는 제2 홈(230)을 포함할 수 있다. 제2 홈(230)은 제2 베이스(210)의 내면의 중앙에 배치될 수 있다. 제2 홈(230)은 곡면을 포함할 수 있다. 제2 홈(230)은 구형인 제4 탄성부재(700)의 일부가 수용되는 곳이다.

각각의 제2 측벽(220)은 복수 개의 제2 홀(221)이 배치될 수 있다. 제2 홀(221)은 제2 측벽(220)의 외측과 내측을 관통한다. 복수 개의 제2 홀(221)에는 각각 제1 부싱(B1)이 배치된다. 제1 로드(1000)는 제1 부싱(B1)을 관통하여 배치된다.

이러한 제2 부재(200)는 제1 로드(1000)를 통해 제1 부재(100)와 연결된다. 또한, 제2 부재(200)는 제1 로드(1000)와 제5 탄성부재(800)를 통해 제3 부재(300)와 연결된다. 제2 부재(200)는 구조물과 연결되는 제1 부재(100)나 지반에 고정되는 제3 부재(300)와 달리 제1 부재(100)와 제3 부재(300) 사이에서 상대적으로 용이하게 유동하도록 배치된다. 이는 구조물이 연결된 제1 부재(100)와 지반이 연결된 제3 부재(300)를 물리적으로 분리하기 위한 것이다.

도 8은 제3 부재(300)의 사시도이다.

도 8을 참조하면, 제3 부재(300)는 제3 부재(300)는 제3 베이스(310)와 복수 개의 제3 측벽(320)을 포함할 수 있다. 제3 베이스(310)는 판상부재이다. 복수 개의 제3 측벽(320)은 각각 제3 베이스(310)의 변을 따라 배치되어 내측에 제1 부재(100)와 제2 부재(200)가 위치하는 공간을 형성한다. 예를 들어, 전후방향으로 2개의 제2 측벽(220)과 좌우방향으로 마주보는 2개의 제2 측벽(220)을 포함할 수 있다. 제3 부재(300)는 지반에 고정된다.

각각의 제3 측벽(320)은 복수 개의 제3 홀(321,322)이 배치될 수 있다. 제3 홀(321,322)은 제3 측벽(320)의 외측과 내측을 관통한다. 복수 개의 제3 홀(321,322)에는 각각 제1 부싱(B1)과 제2 부싱(B2)이 배치된다.

도 9는 도 1의 B-B를 기준으로 하는 면진 장치의 측단면도이다.

도 9를 참조하면, 제4 탄성부재(700)는 제1 홈(130)과 제2 홈(230)에 접촉한다. 제4 탄성부재(700)가 구형이고, 제1 홈(130)과 제2 홈(230)은 각각 제4 탄성부재(700)와 접촉하는 곡면을 포함하고 있기 때문에, 제1 부재(100)와 제2 부재(200)는 전방위적으로 움직일 수 있다. 제1 홈(130)의 크기(D1) 및 제2 홈(230)의 크기(D2)는 제4 탄성부재(700)의 외경(D0)보다 클 수 있다. 진동이 발생하면, 제1 홈(130)과 제2 홈(230) 안에서 제4 탄성부재(700)가 움직이면서 제2 부재(200)의 유동이 제1 부재(100)로 전달되지 않도록, 제1 부재(200)와 제2 부재(300)가 분리된다. 이는 지반으로부터 전달되는 지진력의 영향을 크게 줄이는 구성이다.

제1 측벽(120)과 제2 측벽(220)과 제3 측벽(320)은 전후좌우방향으로 오버랩 영역(O1)을 형성할 수 있다. 제1 베이스(110)와 제2 베이스(210)와 제3 베이스(310)는 상하방향으로 오버랩 영역(O2)을 형성할 수 있다.

제2 측벽(220)의 상단은 제1 측벽(120)의 상단과 제3 측벽(320)의 상단보다 낮게 배치된다. 이는 제2 로드(1100)와 제3 탄성부재(600)가 제1 부재(100)와 제3 부재(300)를 직접 연결하기 위한 공간을 확보하기 위함이다. 제2 로드(1100)와 제3 탄성부재(600)는 제2 측벽(220)의 상측에 배치된다.

도 10은 도 4에서 도시한 제5 탄성부재(800)를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 제5 탄성부재(800)는 복수 개의 제1 판(810)과 복수 개의 제2 판(820)을 포함할 수 있다. 상하방향으로 제1 판(810)과 제2 판(820)은 교대로 적층되어 배치될 수 있다. 제1 판(810)과 제2 판(820)은 탄성률이 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 판(810)은 금속판이며, 제2 판(820)은 고무판일 수 있다. 제2 판(820)은 상하방향의 지진력을 흡수하는 역할을 하며, 제1 판(810)은 제5 탄성부재(800)의 구조적 강성을 확보한다.

제5 탄성부재(800)는 복수 의 홀(801)을 포함할 수 있다. 각 홀(801)에는 기둥(830)이 배치된다. 기둥(830)은 제1 판(810)과 제2 판(820)을 상하방향으로 관통하여 배치된다. 기둥(830)은 일정온도에서 변형 전 형상으로 복원되는 형상기억합금으로 이루어질 수 있다.

이러한 제5 탄성부재(800)는 제2 부재(200)와 제3 부재(300) 사이에 배치되어 상하방향 지진력을 흡수하는 역할을 한다. 또한, 기둥(830)의 복원력을 통해 불규칙한 지진력이 발생한 경우에도 제1 부재(100)의 위치 복원성을 높이는 이점이 있다.

도 11은 지진력이 발생한 경우, 면진 장치의 복원력을 도시한 측단면도이다.

도 11을 참조하면, 지진력(F)이 전달되면. 지반이 전후좌우로 흔들린다. 지반이 흔들리면서 지반에 고정된 제3 부재(300)가 전후좌우방향으로 움직인다. 이러한 움직임은 1차적으로 제2 부재(200)에 전달되나, 제2 부재(200)에 전달되는 과정에서 제2 탄성부재(500)의 복원력(R2)을 통해 크게 상쇄될 수 있다. 또한, 추가적으로, 제3 탄성부재(600)의 복원력(R3) 통해서도 지진력이 저감될 수 있다.

제2 부재(200)에 전달된 지진력이 제1 부재(100)에 전달되는 과정에서 제1 탄성부재(400)의 복원력(R1)을 통해 추가적으로 상쇄된다. 또한, 구형의 제4 탄성부재(700)를 통해, 제2 부재(200)의 움직임과 제1 부재(100)의 움직임이 크게 단절되기 때문에 제1 부재(100)로 전달되는 지진력을 상당히 차단할 수 있다.

한편, 지반이 상하로 흔들릴 때, 1차적으로, 제5 탄성부재(800)의 복원력(Q2)을 통해 제2 부재(200)로 전달되는 지진력이 상쇄된다. 2차적으로 제2 부재(200)에서 전달되는 지진력은 구형의 제4 탄성부재(700)의 복원력(Q1)을 통해 상쇄되기 때문에 제2 부재(200)의 움직임이 제1 부재(100)에 크게 완화되어 전달된다.

도 12는 불규칙한 지진력이 발생한 경우, 면진 장치의 복원력을 도시한 측단면도이다.

도 12를 참조하면, 불규칙한 지진력(M)이 발생한 경우, 제5 탄성부재(800)의 기둥(830)의 복원력(P)을 통해 제3 부재(300)에서 제2 부재(200)로 전달되는 지진력을 크게 완화시킬 수 있다.

이렇게, 제3 부재(300), 제2 부재(200), 제1 부재(100)로 전달되는 지진력을 단계적으로 완화하고, 전방위적으로, 지진력이 제1 부재(100)에 전달되는 것을 차단함으로써, 면진 효과를 크게 높인다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 면진 장치에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 제1 부재
110: 제1 베이스
120: 제1 측벽
130: 제1 홈
200: 제2 부재
210: 제2 베이스
220: 제2 측벽
230: 제2 홈
300: 제3 부재
310: 제3 베이스
320: 제3 측벽
400: 제1 탄성부재
500: 제2 탄성부재
600: 제3 탄성부재
700: 제4 탄성부재
800: 제5 탄성부재
810: 제1 판
820: 제2 판
830: 기둥
900: 온도조절부
1000: 제1 로드
1100: 제2 로드

Claims

구조물과 연결되는 제1 부재;
상기 제1 부재의 외측에 배치되는 제2 부재 및
상기 제2 부재의 외측에 배치되어 지반에 고정되는 제3 부재를 포함하고,
상기 제1 부재는 제1 베이스와 상기 제1 베이스에서 연장되는 제1 측벽을 포함하고,
상기 제2 부재는 제2 베이스와 상기 제2 베이스에서 연장되는 제2 측벽을 포함하고,
상기 제3 부재는 제3 베이스와 상기 제3 베이스에서 연장되는 제3 측벽을 포함하고,
상기 제1 베이스는 외면에 배치된 제1 홈을 포함하고
상기 제2 베이스는 내면에 배치된 제2 홈을 포함하고,
상기 제1 측벽과 상기 제2 측벽 사이에 배치되는 제1 탄성부재와, 상기 제2 측벽과 상기 제3 측벽 사이에 배치되는 제2 탄성부재와, 상기 제1 측벽과 상기 제3 측벽 사이에 배치되는 제3 탄성부재와, 상기 제1 베이스와 상기 제2 베이스 사이에 배치되는 제4 탄성부재를 더 포함하고,
상기 제1 탄성부재, 상기 제2 탄성부재 및 상기 제3 탄성부재는 신장 또는 신축시 복원력을 갖는 부재이고,
상기 제4 탄성부재는 상기 제1 홈 및 상기 제2 홈에 배치되는 구형 부재이고,
상기 제2 베이스와 상기 제3 베이스 사이에 배치되는 제5 탄성부재를 더 포함하고,
상기 제5 탄성부재는 복수 개의 판상부재가 적층되어 배치되고,
상기 제5 탄성부재는 탄성률이 서로 상이한 제1 판과 제2 판이 교대로 적층되어 배치되고,
상기 제5 탄성부재는 복수 개의 기둥을 포함하고,
상기 기둥은 상기 제1 판과 상기 제2 판을 관통하여 일단이 상기 제2 베이스와 외면과 접촉하고, 타단이 상기 제3 베이스의 내면과 접촉하고, 일정온도에서 변형 전 형상으로 복원되는 소재로 이루어지고,
상기 제1 홈의 크기 및 상기 제2 홈의 크기는 각각 상기 제4 탄성부재의 외경보다 크고,
상기 제1 측벽의 제1 홀과, 상기 제2 측벽의 제2 홀과 상기 제3 측벽의 제3 홀을 관통하는 제1 로드를 더 포함하고,
상기 제1 홀, 상기 제2 홀 및 상기 제3 홀에는 각각 제1 부싱이 배치되고,
상기 제1 로드는 상기 제1 부싱을 관통하여 배치되고, 상기 제1 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재의 내측에 배치되는 면진 장치.
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제1 항에 있어서,
상기 제1 측벽의 제4 홀과, 상기 제3 측벽의 제5 홀을 관통하는 제2 로드를 더 포함하고,
상기 제4 홀, 상기 제5 홀에는 각각 제2 부싱이 배치되고,
상기 제2 로드는 상기 제2 부싱을 관통하여 배치되고. 상기 제3 탄성부재 의 내측에 배치되는 면진 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 베이스와 접촉하여 상기 제4 탄성부재의 온도를 조절하는 온도조절장치를 포함하는 면진 장치.
제7 항에 있어서,
상기 제2 측벽의 상단은 상기 제1 측벽 및 상기 제3 측벽의 상단보다 낮게 배치되고,
상기 제2 로드는 상기 제2 측벽의 상단의 상측에 배치되는 면진 장치.
제9 항에 있어서,
상기 제1 탄성부재와 상기 제2 탄성부재는 동일 선상에 배치되고,
상기 제3 탄성부재는 상기 제1 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재와 평행하게 배치되고, 상기 제1 탄성부재 및 상기 제2 탄성부재와 상하방향으로 오버랩되게 배치되는 면진 장치.